光伏逆变器

✍ dations ◷ 2025-12-04 22:39:44 #太阳能光伏

太阳光变频器(PV inverter或solar inverter)可以将光伏(PV)太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电(AC)的变频器,可以反馈回商用输电系统,或是供离网(英语:Off-the-grid)的电网使用。太阳光变频器是光伏阵列系统中重要的系统平衡(英语:balance of system)(BOS)之一,可以配合一般交流供电的设备使用。太阳能变频器有配合光伏阵列的特殊功能,例如最大功率点追踪及孤岛效应(英语:islanding)保护的机能。

太阳能逆变器可以分为以下三类:

光伏逆变器会用最大功率点追踪(MPPT)的技术来从太阳能板抽取最大可能的功率。太阳能电池的太阳辐照度、温度及总电阻之间有复杂的关系,因此输出效率会有非线性的变化,称为电流-电压曲线(I-V curve)。最大功率点追踪的目的就是在各环境下,针对太阳能模组的输出取様,产生一个(太阳能模组的)负载电阻来获得最大的功率。

太阳能电池的形状因子(Fill factor,简称FF)配合其开路电压(Voc)及短路电流(Isc)会决定太阳能电池的最大功率。形状因子定义为太阳能电池的最大功率除以Voc和Isc乘积后的比值。

最大功率点追踪有三种不同的算法:扰动观察法(perturb-and-observe)、增量电导法(incremental conductance)及定电压法(constant voltage),前两种常会称为“爬山法”,这些方法是依照电压对功率的曲线,若落在最大功率点的左边则提高电压,若落在最大功率点的右边则降低电压。

微式光伏逆变器(英语:Solar micro-inverter)是只配合单一太阳能模组运作的光伏逆变器,将太阳能模组的直流电源转换为交流电源。其设计允许以模组的方式由多台微式光伏逆变器独立并联运转。

微式光伏逆变器的优点包括可以针对单一太阳能模组进行功率最佳化,各个模组可以独立运作,即即用的安装方式,安装方式及防火安全上的提升,系统设计的成本最低,以及在库存上也可以降到最低。

2011年美国阿巴拉契亚州立大学的研究指出,在使用相同太阳能面板的情形下,在未屏蔽的条件下个别的逆变器会比只用一台逆变器的串接型设备会多产生20%的电能,在有屏蔽的条件下,会多产生27%的电能。

太阳能并网逆变器是将电能反馈到电网(英语:utility grid),若电网断电时,需快速的切断供电给电网的线路,这是美国国家电气规范(英语:National Electrical Code)(NEC)的要求,以确保在断电时,并网逆变器也会关闭,避免伤害维修电网的人员。

目前市面上的并网逆变器有使用许多不同的技术,包括使用较新的高频变压器、传统的工频变压器,或是无变压器的架构。高频变压器不是直接提供120 V或240 V的AC电源,而是有电脑控制的多步程序,让电源转换为高频的交流电,再转换为直流电,最后再转换为电源需要的电压及频率。

以往对于无变压器,又要供电到电网的系统会有一些疑虑,主要是因为在直流电路和交流电路之间没有电隔离(galvanic isolation),若直流端故障,会有大电流流到交流端。不过自2005年起,美国消防协会(NFPA)的国家电气规范允许无变压器的逆变器。VDE 0126-1-1及IEC 6210也已允许及定义这类系统需要的安全机制。首先,需要有残留电流或是接地电路以检测异常短路的情形,并且也要进行绝缘测试以确认直流电路与交流电路之间的分离。

许多太阳能逆变器都是设计连接到电网,若没有侦测到电网,逆变器不会运作。这类逆变器也有特殊的电路,精确的使输出电压的大小、频率及相位都和电源搭配。

充电控制器(英语:charge controller)可以用来搭配太阳能板以及用直流电的设备。充电控制器可以提供稳定的直流电源输出,并将多余的能量储存在电池中,并且监控电池的电量以避免过度充电或是过度放电。若一些较贵的模组还可以支援MPPT。逆变器可以接到太阳能充电控制器的输出,再由逆变器推动交流的负载。

太阳能泵变频器可以将太阳能模组产生的直流电转换为交流电去驱动沈水泵(英语:Submersible pump),不需要电池或是其他的能量储存设备。配合MPPT(最大功率点追踪),太阳能泵变频器可以调节输出频率以控制泵的转速,避免驱动泵的马达损坏。

太阳能泵变频器一般会有数个接口,可以允许太阳能模组阵列提供直流电流,会有一个接口输出交流电压,也可能会有接水位感测器输入的接口。

2014年时,最先进的光伏逆变器转换效率可以到98%,其中串接型逆变器(string inverter)会用到住家或是中型的光伏系统,而中央型的逆变器会用到大型的商用系统甚至电网等级的市场。中央型逆变器及串接型逆变器的市占率分别为50%及48%,微型逆变器的市占率只有不到2%

相关

  • 缺氧缺氧(hypoxia),即生物的组织或细胞不能获取足够的氧,或能获取但无法运用。缺氧可能是全身性的,也可能只有身体部分部位缺氧。缺氧多半是病理过程,不过正常人动脉内的氧气浓度也会
  • 27个百万人以上的城市本表所列为印度人口接近百万或百万以上的主要城市,城市汉译名源自中国行政区划/外国行政区划/印度定义:印度共计有8个“特大城市”及46个“百万人以上城市”。粗体表示为印度
  • 太白粉太白粉,早期民间以太白薯(又名竹芋、葛郁金)块根制造的食用淀粉。今日太白粉是玉米淀粉之外,勾芡用淀粉的统称,依照成分可分为豌豆粉、芋粉、木薯粉、马铃薯粉等。最早是以太白薯
  • 亨利·哈利特·戴尔亨利·哈利特·戴尔爵士,OM,GBE,FRS(英语:Sir Henry Hallett Dale,1875年6月9日-1968年7月23日),英国神经科学家。他研究乙酰胆碱,发现神经冲动的化学传递,与奥托·勒维一起获得1936年
  • 甯戚甯戚(?-?),姬姓,甯氏,名戚,又称甯遬,东周春秋时期卫国人,齐国大司田,为齐桓公主要辅佐者之一。齐桓公二十八年(前685年),甯戚获悉齐桓公重人才,有抱负,便决心投靠齐国,以便有一番作为。齐桓公
  • 中国-多米尼加关系中国-多米尼加关系是指中华人民共和国与多米尼加共和国的双边关系。1994年,中华人民共和国在圣多明各设商代处。2005年,多米尼加在北京设商代处。2018年5月1日,中华人民共和国和
  • 莱奥·德利布克莱芒·菲利贝·里奥·德利布(法语:Clément Philibert Léo Delibes,1836年2月21日-1891年1月16日),法国作曲家,管风琴家。德利布出生于圣日尔曼迪瓦尔(即今日萨尔特省拉夫赖士),父
  • KDE Software Compilation 4KDE Software Compilation 4 (缩写KDE SC 4,中文译名KDE软件集4)是KDE社区发布的桌面环境的最新系列。本系列第一个主要版本(4.0)发布于2008年1月11日,最新的主要版本(4.14)发布于20
  • 博锐博锐(vPro)平台是英特尔公司于2006年4月份的首次发布。vPro是桌面商务平台项目,鼓励厂商生产基于Core 2 Duo处理器和Q965 Express芯片组主板的台式电脑。在迅驰(Centrino)移动平
  • 朱翊铎 (郑王)郑静王朱翊铎(?-?),是敬王朱载壐之子,明朝第七代郑王。崇祯十三年(1640年)其兄世子朱翊钟私自贩卖奴隶、又违祖制养食客被赐死。于是他袭封郑王,但何年袭封则不可考。崇祯十七年(1644年